CN207586677U - 时控开关 - Google Patents

Abstract

一种时控开关，其包括电源模块、显示模块、微控制器模块、控制输出模块和按键设定模块，电源模块为显示模块、微控制器模块和控制输出模块供电；所述微控制器模块与按键设定模块、显示模块、控制输出模块连接，所述微控制器模块包括主控芯片，以及用于检测主控芯片供电电压的检测芯片，检测芯片在主控芯片上的实际电压经过阈值时使主控芯片复位，通过检测芯片检测主控芯片上的实际电压，当主控芯片由于供电电压过低导致异常后，如果供电电压恢复正常那么，主芯片可以触发主控芯片复位，使主控芯片可以在正常电压下恢复工作，而不是保持在异常或者死机的失效状态，避免由于电压的波动导致时控开关的功能失效，而且结构简单，生产成本低。

Description

时控开关

技术领域

本实用新型涉及低压电器领域，特别是涉及一种时控开关。

背景技术

现有的时控开关，广泛应用于路灯、广告灯箱、养殖场等场所，但是如果微控制器模块的电压不足，会导致死机、异常工作的现象，当电压恢复正常后，死机现象仍然存在，不能恢复，以致时控开关不能正常工作。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、可靠性高的时控开关。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种时控开关，其包括电源模块2、显示模块5、微控制器模块4、控制输出模块6和按键设定模块3，电源模块2为显示模块5、微控制器模块4和控制输出模块6供电；

所述微控制器模块4与按键设定模块3、显示模块5、控制输出模块6连接，所述微控制器模块4包括主控芯片42，以及用于检测主控芯片42供电电压的检测芯片41，检测芯片41在主控芯片42上的实际电压经过阈值时触发主控芯片 42复位。

可选的，所述检测芯片41并联在主控芯片42的两端，检测芯片41的输出端VOUT与主控芯片42的复位端RESET连接。

可选的，所述检测芯片41包括两个输入端，一个输入端与电源模块2连接，另一个输入端与接地端GND连接，检测芯片41的输出端VOUT与主控芯片42的电源端VDD连接。

可选的，所述电源模块2包括电源处理电路和电池供电电路，电源处理电路与外部电源连接并为显示模块5、微控制器模块4和控制输出模块6供电，电池供电电路在外部电源断开时为显示模块5、微控制器模块4。

可选的，所述电源处理电路包括依次连接的变压器T1、整流电路、滤波电路和降压电路，滤波电路的输出端与控制输出模块6连接，电池供电电路与降压电路并联，并联后的输出端与显示模块5、微控制器模块4连接。

可选的，所述变压器T1的主绕组L1与外部电源连接，变压器T1的副绕组 L2与整流电路连接，整流电路包括整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管 D3和整流二极管D4，整流二极管D1的负极与整流二极管D2的正极连接，整流二极管D3的负极与整流二极管D4的正极连接，变压器T1的副绕组L2的一端与整流二极管D1和整流二极管D2之间的节点连接，另一端与整流二极管D3与整流二极管D4之间的节点连接，整流二极管D1的正极与整流二极管D3的正极连接，整流二极管D2的负极与整流二极管D4的负极连接，整流二极管D1与整流二极管D3之间的节点，以及整流二极管D2与整流二极管D4之间的节点构成整流电路的输出端，整流二极管D1与整流二极管D3之间的节点与接地端连接，整流二极管D2与整流二极管D4之间的节点与滤波电路连接；滤波电路包括与整流电路连接的滤波电容C1和滤波电容C2。

可选的，所述降压电路包括电阻R1、电阻R3、电容C3、电容C4和二极管 D5，电阻R1的一端与电容C3的正极连接，电阻R1的另一端与滤波电路连接，电容C3的负极接地，电阻R1与电容C3之间的节点与稳压管VR1的一端以及电阻R3的一端连接，稳压管VR1的另一端接地，同时电阻R3的另一端与二极管 D5的正极连接，二极管D5的负极与微控制器模块4连接，电阻R3与二极管D5 之间的节点与电容C4连接；电池供电电路与降压电路并联，电池供电电路包括电池BAT1和二极管D7，电池BAT1的负极接地，正极与二极管D7的正极连接，二极管D7的负极与微控制器模块4连接。

可选的，所述控制输出模块6包括与外部设备连接的开关元件、三极管Q1 和三极管Q2，开关元件的触点连接在外部电源和外部设备之间，开关元件的控制端与二极管D6并联，并联后的一端与与电源模块2连接，另一端与三极管Q2 的集电极连接，三极管Q2的发射极接地，基极与三极管Q1的发射极连接，三极管Q1的集电极通过电阻R2与电源模块2连接，基极通过电阻R4与微控制器模块4的主控芯片42连接，三极管Q1的基极与三极管Q2的发射极之间通过电容C5连接。

可选的，所述开关元件为继电器K1，继电器K1的线圈与二极管D6并联后与三极管Q2的集电极连接，继电器K1的触头接入外部设备供电电路，三极管 Q2的可输出大电流使继电器K1的线圈吸合触头；外部供电电路包括与电源火线端L1连接的输出火线端L2，以及与电源零线端N1连接的输出零线端N2，所述继电器K1的触头接入电源火线端L1与输出火线端L2之间，在电源零线端N1 与输出零线端N2之间通过电阻R5和电容C6连接。

可选的，还包括指示电路，所述指示电路包括与电源模块2连接的指示灯 LED1和指示灯LED2，指示灯LED1另一端接地，指示灯LED2另一端与控制输出模块6连接，指示灯LED1与电源模块2的之间设有电阻R7，指示灯LED2与电源模块2的之间设有电阻R8。

本实用新型的时控开关，通过检测芯片41检测主控芯片42上的实际电压，当主控芯片42由于供电电压过低导致异常后，如果供电电压恢复正常那么，主芯片41可以触发主控芯片42复位，使主控芯片42可以在正常电压下恢复工作，而不是保持在异常或者死机的失效状态，避免由于电压的波动导致时控开关的功能失效，而且结构简单，生产成本低。此外，特别是如果采用外部电源供电和内部电池供电的双电源时控开关，在外部电源断电后由内部电池提供电源，如果内部电池提供的电压不足会容易导致主控芯片42异常，而且，电源处理电路中的元件在外部电源断开后会进行放电，放电过程中会加剧降低主控芯片42上的实际电压，会导致主控芯片42更加容易进入异常工作的状态，通过检测芯片41复位主控芯片42可以在电源切换过程中起到防异常的作用。

附图说明

图1是本实用新型时控开关的结构示意图图；

图2是本实用新型检测芯片的一种实施方式的电路图；

图3是本实用新型检测芯片的另一种实施方式的电路图；

图4是本实用新型时控开关的电路图。

具体实施方式

以下结合附图1至4给出的实施例，进一步说明本实用新型的时控开关的具体实施方式。本实用新型的时控开关不限于以下实施例的描述。

如图1所示，本实用新型的时控开关包括电源模块2、显示模块5、微控制器模块4、控制输出模块6和按键设定模块3，电源模块2为显示模块5、微控制器模块4和控制输出模块6供电；

所述微控制器模块4与按键设定模块3、显示模块5、控制输出模块6连接，按键设定模块3将数据输入至微控制器模块4，即当前时间、动作时间及各参数的设定，微控制器模块4用于处理数据，即数据计算和存储、当前时间的计时，微控制器模块4通过控制输出模块6控制外部设备，显示模块5用于显示微控制模块4的数据；

所述微控制器模块4包括用于处理数据的主控芯片42，以及用于检测主控芯片42供电电压的检测芯片41，检测芯片41在主控芯片42上的实际电压经过 (高过和或低过)阈值时使主控芯片42复位，所述的经过阈值是指实际电压高过阈值电压或者低过阈值电压，或者电压高过阈值电压和低过阈值电压时均使主控芯片42复位。

本实用新型的时控开关，通过检测芯片41检测主控芯片42上的实际电压，当主控芯片42由于供电电压过低导致异常后，如果供电电压恢复正常那么，主芯片41可以触发主控芯片42复位，使主控芯片42可以在正常电压下恢复工作，而不是保持在异常或者死机的失效状态，避免由于电压的波动导致时控开关的功能失效。特别是外部电源断开时，电源模块2切换为备用电源时产生的电压波动，通过检测芯片41自动复位主控芯片42，保证时控开关在电压正常后能够正常工作。

如图2示出检测芯片41的一种实施方式，所述检测芯片41并联在主控芯片42的两端，检测芯片41的输出端VOUT与主控芯片42的复位端RESET连接，通过将检测芯片41集成在主控芯片42上，当主控芯片42上的实际电压过阈值时通过输出端VOUT输出低电平信号至主控芯片42的复位端RESET使主控芯片 42复位，当然检测芯片41也可以不集成在主控芯片42上，也可以集成在其他模块。

当检测芯片41检测到电压过阈值电压并大于工作电压时，给主控芯片42 的引脚RESET电平信号后，主芯片会复位重启工作；当检测芯片41检测到电压过阈值电压并小于工作电压时，给主控芯片42的引脚RESET电平信号后，主芯片会复位重启，但是由于主控芯片42的电压小于工作电压重启后不会继续工作。

如图3示出检测芯片41的另一种实施方式，所述检测芯片41为主控芯片 42供电，所述检测芯片41包括两个输入端，一个输入端与电源模块2连接，另一个输入端与接地端GND连接，检测芯片41的输出端VOUT与主控芯片42的电源端VDD连接。

当检测芯片41的输入电压低过阈值时(即检测芯片41的标称电压值)，检测新片41的输出电压为零，使主控芯片42停止工作，当检测芯片41的输入电压高过阈值时，检测芯片41的输出电压等于输入电压，使主控芯片42开始工作，避免主控芯片42在低于阈值的电压范围内工作导致异常。

如图4所示，所述电源模块2包括电源处理电路和电池供电电路，电源处理电路包括依次连接的变压器T1、整流电路、滤波电路和降压电路，滤波电路的输出端与控制输出模块6连接，电池供电电路与降压电路并联，并联后的输出端与显示模块5、微控制器模块4连接；电源处理电路与外部AC220V电源连接并为显示模块5、微控制器模块4和控制输出模块6供电，电源处理电路通过变压器T1降压、整流、滤波后给控制输出模块6和指示电路供电，经降压电路进一步降压调整后与电池供电电路一起给显示模块5、微控制器模块4供电；电池供电电路在外部电源断开时为显示模块5、微控制器模块4和按键设定模块3 供电，如果电池供电电路本身的电压不足，可能会导致主控芯片42异常工作，特别是电源处理电路中的元件在外部电源断开后会进行放电，放电过程中会加剧降低主控芯片42上的实际电压，导致主控芯片42更加容易进入异常工作的状态，当外部电源恢复后，电压上升超过阈值时，检测芯片41通过输出端VOUT 给出低电平到主控芯片42的复位端RESET，使主控芯片42恢复工作，检测芯片 41的型号优选为60500。

如图4示出整流电路的一种实施方式，变压器T1的主绕组L1与外部电源连接，变压器T1的副绕组L2与整流电路连接，整流电路包括整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3和整流二极管D4，整流二极管D1的负极与整流二极管D2的正极连接，整流二极管D3的负极与整流二极管D4的正极连接，变压器T1的副绕组L2的一端与整流二极管D1和整流二极管D2之间的节点连接，另一端与整流二极管D3与整流二极管D4之间的节点连接，整流二极管D1的正极与整流二极管D3的正极连接，整流二极管D2的负极与整流二极管D4的负极连接，整流二极管D1与整流二极管D3之间的节点，以及整流二极管D2与整流二极管D4之间的节点构成整流电路的输出端，整流二极管D1与整流二极管D3 之间的节点与接地端连接，整流二极管D2与整流二极管D4之间的节点与滤波电路连接。

如图4示出滤波电路的一种实施方式，所述滤波电路包括与整流电路的输出端连接的滤波电容C1和滤波电容C2，滤波电容C1的一端连接在整流电路的整流二极管D2与整流二极管D4之间，另一端接地，滤波电容C1是低频滤波电容，滤波电容C2是高频滤波电容，滤波电容C2与滤波电容C1并联。

如图4示出降压电路的一种实施方式，所述降压电路包括电阻R1、电阻R3、电容C3、电容C4和二极管D5，电阻R1的一端与电容C3的正极连接，电阻R1 的另一端与滤波电路连接并接入12V电源，电容C3的负极接地，电阻R1与电容C3之间的节点与稳压管VR1的一端以及电阻R3的一端连接，稳压管VR1的另一端接地，同时电阻R3的另一端与二极管D5的正极连接，二极管D5的负极与微控制器模块4连接，电阻R3与二极管D5之间的节点与电容C4连接后接地。

如图4示出电池供电电路的一种实施方式，所述电池供电电路与降压电路并联，电池供电电路包括电池BAT1和二极管D7，电池BAT1的负极接地，正极与二极管D7的正极连接，二极管D7的负极与微控制器模块4连接。电源模块2 将电源经过变压器T1降压后，再经过整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3和整流二极管D4全桥整流，再经过滤波电容C1低频滤波、滤波电容C2 高频滤波、电阻R1降压、电容C3低频滤波，最后经过稳压管VR1稳压后输出。电池供电电路与电源处理电路并联，外部电源经稳压管VR1稳压、二极管D5降压后的电压大于电池供电电路的电压，此时通过外部电源给显示模块5、微控制模块供电4，当外部电源断开后，由内部电池给显示模块5供电。

如图4示出控制输出模块6的一种实施方式，所述控制输出模块6包括与外部设备连接的开关元件、三极管Q1和三极管Q2，开关元件为继电器或接触器，开关元件的触点连接在外部AC220V电源和外部设备之间，开关元件的控制端与二极管D6并联，并联后的一端与与电源模块2的12V电源连接，另一端与三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的发射极接地，基极与三极管Q1的发射极连接，三极管Q1的集电极通过电阻R2与电源模块2连接，基极通过电阻R4与微控制器模块4的主控芯片42连接，三极管Q1的基极与三极管Q2的发射极之间通过电容C5连接。

进一步的，所述开关元件为继电器K1，继电器K1的线圈与二极管D6并联后与三极管Q2的集电极连接，继电器K1的触头接入外部设备供电电路，三极管Q2导通后使继电器K1的线圈得电吸合触头动作，以导通外部设备供电电路实现对外部设备的控制。

更进一步，所述外部供电电路包括与电源火线端L1连接的输出火线端L2，以及与电源零线端N1连接的输出零线端N2，所述继电器K1的触头接入电源火线端L1与输出火线端L2之间，在电源零线端N1与输出零线端N2之间通过电阻R5和电容C6连接。

时控开关动作时，微控制器模块4输出高电平信号给三极管Q1的基级，使三极管Q1导通，三极管Q1的发射级输出高电平给三极管Q2的基级导通三极管 Q2，使继电器K1线圈得电，触头动作吸合以导通外部供电电路。

如图3所示，本实用新型的时控开关还包括指示电路，所述指示电路包括与电源模块2的12V电源连接的指示灯LED1和指示灯LED2，指示灯LED1另一端与微控制器模块4连接同时接地，指示灯LED2另一端与控制输出模块6连接，指示灯LED1与电源模块2的12V电源之间设有电阻R7，指示灯LED2与电源模块2的12V电源之间设有电阻R8，指示灯LED1用于指示时控开关电源状态，指示灯LED2用于指示时控开关的动作状态。

本实用新型的显示模块5、微控制器模块4组成控制单元，控制单元与按键设定模块3和接件JP2连接，接件JP2通过插件JP1与电源模块2、控制输出模块6连接。如图3示出插接件的一种实施方式，插接件包括相互配合的插件JP1 和接件JP2，插件JP1与电源模块2和控制输出模块6连接，接件JP2与控制单元和按键设定模块3连接，具体的，所述插件JP1包括第一插脚1、第二插脚2、第三插脚3、第四插脚4和第五插脚5，第一插脚5与12V电源连接，第二插脚 2与控制输出模块的开关元件连接，第三插脚3接地，第四插脚4与控制输出模块6连接，第五插脚5与电源模块2连接，接件JP2包括对应第一插脚1设置的第一接脚1c、对应第二插脚2设置的第二接脚2c、对应第三插脚3设置的第三接脚3c、对应第四插脚4设置的第四接脚4c和对应第五插脚5设置的第五接脚5c，第一接脚1c与电阻R6和电阻R7连接，电阻R7与指示灯LED1连接后与第三接脚3c连接，电阻R6与指示灯LED2连接后与第二接脚2c连接，第三接脚3c还与控制单元的第一引脚1a连接，第四接脚4c与控制单元的第三引脚3a 连接，第五接脚5c与控制单元的第二引脚2a连接。当然显示模块5、微控制器模块4也可以为各自独立的模块。

如图4示出按键设定模块3的一种实施方式，所述按键设定模块3包括第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5、第六开关SW6和第七开关SW7，第一开关SW1的两端分别与控制单元的第九引脚9a 和第八引脚8a连接，第二开关SW2的两端分别与控制单元的第九引脚9a和第五引脚5a连接，第三开关SW3的两端分别与控制单元的第九引脚9a和第四引脚4a连接，第四开关SW4的两端分别与控制单元的第七引脚7a和第六引脚6a 连接，第六开关SW6的两端分别与控制单元的第七引脚7a和第五引脚5a连接，第七开关SW7的两端分别与控制单元的第七引脚7a和第四引脚4a连接，第五开关SW5的一端与控制单元的第八引脚8a连接，另一端连接在第六开关SW6和第七开关S7与控制单元的第七引脚7a之间，第五开关SW5与控制单元的第八引脚8a之间的节点与第一开关SW1连接。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种时控开关，其特征在于：包括电源模块(2)、显示模块(5)、微控制器模块(4)、控制输出模块(6)和按键设定模块(3)，电源模块(2)为显示模块(5)、微控制器模块(4)和控制输出模块(6)供电；

所述微控制器模块(4)与按键设定模块(3)、显示模块(5)、控制输出模块(6)连接，所述微控制器模块(4)包括主控芯片(42)，以及用于检测主控芯片(42)供电电压的检测芯片(41)，检测芯片(41)在主控芯片(42)上的实际电压经过阈值时触发主控芯片(42)复位。

2.根据权利要求1所述的时控开关，其特征在于：所述检测芯片(41)并联在主控芯片(42)的两端，检测芯片(41)的输出端VOUT与主控芯片(42)的复位端RESET连接。

3.根据权利要求1所述的时控开关，其特征在于：所述检测芯片(41)包括两个输入端，一个输入端与电源模块(2)连接，另一个输入端与接地端GND连接，检测芯片(41)的输出端VOUT与主控芯片(42)的电源端VDD连接。

4.根据权利要求1-3任一所述的时控开关，其特征在于：所述电源模块(2)包括电源处理电路和电池供电电路，电源处理电路与外部电源连接并为显示模块(5)、微控制器模块(4)和控制输出模块(6)供电，电池供电电路在外部电源断开时为显示模块(5)、微控制器模块(4)供电。

5.根据权利要求4所述的时控开关，其特征在于：所述电源处理电路包括依次连接的变压器T1、整流电路、滤波电路和降压电路，滤波电路的输出端与控制输出模块(6)连接，电池供电电路与降压电路并联，并联后的输出端与显示模块(5)、微控制器模块(4)连接。

6.根据权利要求5所述的时控开关，其特征在于：所述变压器T1的主绕组L1与外部电源连接，变压器T1的副绕组L2与整流电路连接，整流电路包括整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3和整流二极管D4，整流二极管D1的负极与整流二极管D2的正极连接，整流二极管D3的负极与整流二极管D4的正极连接，变压器T1的副绕组L2的一端与整流二极管D1和整流二极管D2之间的节点连接，另一端与整流二极管D3与整流二极管D4之间的节点连接，整流二极管D1的正极与整流二极管D3的正极连接，整流二极管D2的负极与整流二极管D4的负极连接，整流二极管D1与整流二极管D3之间的节点，以及整流二极管D2与整流二极管D4之间的节点构成整流电路的输出端，整流二极管D1与整流二极管D3之间的节点与接地端连接，整流二极管D2与整流二极管D4之间的节点与滤波电路连接；滤波电路包括与整流电路连接的滤波电容C1和滤波电容C2。

7.根据权利要求5所述的时控开关，其特征在于：所述降压电路包括电阻R1、电阻R3、电容C3、电容C4和二极管D5，电阻R1的一端与电容C3的正极连接，电阻R1的另一端与滤波电路连接，电容C3的负极接地，电阻R1与电容C3之间的节点与稳压管VR1的一端以及电阻R3的一端连接，稳压管VR1的另一端接地，同时电阻R3的另一端与二极管D5的正极连接，二极管D5的负极与微控制器模块(4)连接，电阻R3与二极管D5之间的节点与电容C4连接；电池供电电路与降压电路并联，电池供电电路包括电池BAT1和二极管D7，电池BAT1的负极接地，正极与二极管D7的正极连接，二极管D7的负极与微控制器模块(4)连接。

8.根据权利要求1-3任一所述的时控开关，其特征在于：所述控制输出模块(6)包括与外部设备连接的开关元件、三极管Q1和三极管Q2，开关元件的触点连接在外部电源和外部设备之间，开关元件的控制端与二极管D6并联，并联后的一端与与电源模块(2)连接，另一端与三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的发射极接地，基极与三极管Q1的发射极连接，三极管Q1的集电极通过电阻R2与电源模块(2)连接，基极通过电阻R4与微控制器模块(4)的主控芯片(42)连接，三极管Q1的基极与三极管Q2的发射极之间通过电容C5连接。

9.根据权利要求8所述的时控开关，其特征在于：所述开关元件为继电器K1，继电器K1的线圈与二极管D6并联后与三极管Q2的集电极连接，继电器K1的触头接入外部设备供电电路，三极管Q2的可输出大电流使继电器K1的线圈吸合触头；外部供电电路包括与电源火线端L1连接的输出火线端L2，以及与电源零线端N1连接的输出零线端N2，所述继电器K1的触头接入电源火线端L1与输出火线端L2之间，在电源零线端N1与输出零线端N2之间通过电阻R5和电容C6连接。

10.根据权利要求8所述的时控开关，其特征在于：还包括指示电路，所述指示电路包括与电源模块(2)连接的指示灯LED1和指示灯LED2，指示灯LED1另一端接地，指示灯LED2另一端与控制输出模块(6)连接，指示灯LED1与电源模块(2)的之间设有电阻R7，指示灯LED2与电源模块(2)的之间设有电阻R8。